Trả lời nhanh
Để đo tốc độ trong phòng thí nghiệm, ta cần hai nhóm dụng cụ: dụng cụ đo quãng đường (thước thẳng, thước cuộn) và dụng cụ đo thời gian (đồng hồ bấm giây, hoặc đồng hồ đo thời gian hiện số dùng với cổng quang điện). Sau đó tính tốc độ theo công thức v = s/t, vì tốc độ chính là quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian.
Vì sao phải đo quãng đường và thời gian?
Tốc độ cho biết vật chuyển động nhanh hay chậm. Nó được tính bằng công thức:
v = s / t
Trong đó s là quãng đường vật đi được, t là thời gian đi hết quãng đường đó. Không có dụng cụ nào “đo trực tiếp” tốc độ trong bài thí nghiệm ở lớp, nên ta phải đo hai đại lượng s và t, rồi tính ra v.
Các dụng cụ thường dùng
| Đại lượng cần đo | Dụng cụ | Ghi chú |
|---|---|---|
| Quãng đường s | Thước thẳng, thước cuộn, thước mét | Đặt thước dọc theo đường đi, đọc vạch ngang tầm mắt |
| Thời gian t | Đồng hồ bấm giây | Dễ dùng nhưng có sai số do thời gian phản ứng của người bấm |
| Thời gian t | Đồng hồ đo thời gian hiện số + cổng quang điện | Tự động đo, độ chính xác cao hơn |
Hai cách bố trí thí nghiệm phổ biến
Cách 1: Thước và đồng hồ bấm giây
- Đánh dấu hai điểm A, B trên đường đi, dùng thước đo khoảng cách s = AB.
- Thả (hoặc cho) vật chuyển động; bấm đồng hồ khi vật qua A, bấm dừng khi vật qua B.
- Đo vài lần, lấy giá trị trung bình của t.
- Tính v = s/t.
Cách 2: Cổng quang điện và đồng hồ hiện số
- Đặt hai cổng quang điện tại A và B, nối với đồng hồ đo thời gian hiện số.
- Khi vật đi qua cổng A, đồng hồ bắt đầu đếm; khi qua cổng B, đồng hồ dừng.
- Đọc thời gian t trên màn hình, đo khoảng cách AB bằng thước, rồi tính v = s/t.
Nếu chỉ dùng một cổng, ta đo thời gian tấm chắn (có bề rộng d biết trước) che tia sáng, rồi tính tốc độ tức thời gần đúng v = d/t.
Vì sao cổng quang điện chính xác hơn bấm tay?
Người bấm đồng hồ thường chậm khoảng vài phần mười giây so với thực tế. Với quãng đường ngắn, sai số này rất lớn. Ví dụ vật đi 1,00 m trong 0,50 s có tốc độ 2,0 m/s; nếu tay bấm lệch làm t thành 0,70 s thì tính ra v ≈ 1,43 m/s, sai lệch đáng kể. Cổng quang điện không có độ trễ này nên cho kết quả đáng tin hơn.
Lỗi sai thường gặp
- Chỉ nói “dùng đồng hồ” mà quên thước đo quãng đường.
- Nhầm đơn vị: s đo bằng cm nhưng t bằng giây, quên đổi sang m/s.
- Chỉ đo một lần rồi kết luận, không lấy trung bình.
- Nhầm tốc độ trung bình trên cả quãng đường với tốc độ tức thời tại một điểm.
Mẹo nhớ
Muốn có “tốc độ” thì phải có “thước + đồng hồ”: thước cho s, đồng hồ cho t, rồi chia s cho t.
Bài luyện tập
- Một xe lăn đi hết quãng đường 0,80 m trong 2,0 s. Tính tốc độ của xe.
Đáp án: v = 0,80 : 2,0 = 0,40 m/s. - Tấm chắn rộng 5,0 cm che cổng quang điện trong 0,025 s. Tính tốc độ của xe theo m/s và km/h.
Đáp án: d = 0,05 m nên v = 0,05 : 0,025 = 2,0 m/s = 2,0 × 3,6 = 7,2 km/h. - Vì sao nên đo thời gian nhiều lần?
Đáp án: Để giảm sai số ngẫu nhiên (do thao tác bấm, đọc số), rồi lấy giá trị trung bình cho kết quả gần đúng hơn.
Câu hỏi thường gặp
Để đo tốc độ của một vật ta cần đo những đại lượng nào?
Ta cần đo quãng đường s vật đi được và thời gian t đi hết quãng đường đó, sau đó tính tốc độ bằng công thức v = s/t.
Cổng quang điện dùng để làm gì?
Cổng quang điện phát hiện khi vật chắn tia sáng và gửi tín hiệu cho đồng hồ hiện số để bắt đầu hoặc dừng đếm, giúp đo thời gian chính xác mà không cần bấm tay.
Đồng hồ bấm giây có đo được tốc độ không?
Đồng hồ bấm giây chỉ đo thời gian. Muốn có tốc độ phải kết hợp với thước đo quãng đường rồi tính v = s/t.
Đơn vị của tốc độ trong phòng thí nghiệm thường là gì?
Thường dùng m/s hoặc cm/s. Muốn đổi từ m/s sang km/h thì nhân với 3,6.